随着教育信息化进程的深入推进，AI 技术在教育领域的应用正不断深化。面对高职院校生源多元化的现状，高等数学教学中学生基础差异显著的问题日益突出，对教学成效产生直接影响。本文通过分析当前高职高等数学课程面临的主要问题，重点探讨 AI 技术支持下的分层教学模式，深入研究如何借助 AI 算法驱动课程内容、教学方法、评估体系的创新，实现实现教学资源的精准匹配、分层教学模式的实施策略以及评估维度的多元化。这一教学模式的实践探索，旨在为高职数学教学提供更具针对性、高效性的教学策略，满足不同层次学生的学习需求，提升学生的数学素养与综合能力，促进数学教学质量的全面提升。